Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Schritt zur Heilung unheilbarer Krankheiten

27.11.2013
ForscherInnen des Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) entschlüsseln zusammen mit dem Centrum für Biotechnologie der Universität Bielefeld (CeBiTec) das Genom des Chinesischen Hamsters.

Weil die Eizellen des possierlichen Tierchens die gefragtesten Vehikel zur Herstellung der wichtigsten Therapeutika sind, eröffnet das ganz neue Möglichkeiten in der Entwicklung neuer, wirksamer Medikamente. Das Ergebnis wurde im „Nature Biotechnology“ veröffentlicht.

Hamster sind nicht nur beliebte Haustiere, sie sind aus der modernen Medizin nicht mehr wegzudenken – zumindest die Eizellen der weiblichen Chinesischen Hamster (CHO-Zellen). Die sind die gefragtesten Produktionsvehikel in der Pharmaindustrie. Eine ForscherInnengruppe um Prof. Nicole Borth hat nun das Genom des chinesischen Hamsters entschlüsselt – als Ergebnis der Forschungspartnerschaft zwischen dem Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib), der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) und der Universität Bielfeld (CeBiTec) unter Leitung von Prof. Alfred Pühler. Dazu kam eine finanzielle Unterstützung durch die Pharmafirmen Pfizer (USA) und Novartis (CH).

„Wir können jetzt besser verstehen, wie die Zellen funktionieren und sie besser an die gewünschten Anforderungen anpassen“, erklärt die Wissenschafterin und denkt an neue Behandlungsmethoden für bisher unheilbare Krankheiten.

Ob Antikörper, Blutgerinnungsfaktoren, Rheumatherapie oder Krebsmedikamente – die Pharmaindustrie bringt immer mehr therapeutische Proteine auf den Markt. Wirkstoffe in der Humanmedizin sind aber nicht nach einem einfachen Muster gestrickt. Während chemische Moleküle aus wenigen Atomen aufgebaut sind, bestehen die weit komplizierteren therapeutischen Proteine aus hunderten Aminosäuren und komplexen Anhängen. Im Gegensatz zu chemischen Produkten müssen diese Eiweißstoffe perfekt an den menschlichen Organismus angepasst sein, damit es zu keinen Neben- oder Abwehrreaktionen kommt.

„Das häufigste Produktionssystem für diese Substanzen sind seit 1987 Eizellen des Chinesischen Hamsters“, erklärt Nicole Borth. Das erste Produkt war ein Wirkstoff, der Herzinfarktpatienten verabreicht wurde, um das Auflösen von Blutkörperchen zu stimulieren. 70 % der pharmazeutischen Proteinwirkstoffe werden inzwischen mit CHO-Zellen hergestellt. Hamster müssen dafür keine mehr sterben, Industrie und Forschende vermehren nur noch die Zellen, die 1958 isoliert wurden und seither in vielen Labors weltweit in-vitro kultiviert werden.

Das schont die Hamster, führt aber gleichzeitig zu Schwierigkeiten. „Die Hamsterzellen sind genetisch instabil“, weiß Forscherin Borth, „die Aktivität der Gene sowie zum Teil das Genom selbst, ist in allen Labors, die Hamsterzellen entwickeln und vermehren, unterschiedlich und verändert sich immer noch weiter“. Das ist ein Vorteil – die Anpassungsfähigkeit der Zellen betrachtend. Und ein Nachteil, weil es passieren kann, dass sich Eigenschaften von Zellen, die für die effiziente und sichere Produktion wichtig wären, wieder verändern.

Das nun sequenzierte Genom des „Originalhamsters“ ist die perfekte Referenz, um das Erbgut der Produktionszellen zu untersuchen und bei Bedarf anzupassen. Damit möglichst viele ForscherInnen Zugang zu den Daten haben, hat die Wissenschafterin mit 2 Kollegen aus USA (Prof. Mike Betenbaugh, Johns Hopkins University sowie Prof. Kelvin H. Lee, University of Delaware) die Plattform www.chogenome.org gegründet, wo Informationen und Arbeitsmaterial zu den Hamsterzellen für die Forschung zur Verfügung gestellt werden. Nicole Borths Vision: „Wir werden solche komplexen Wirkstoffe effizienter und kostengünstiger herstellen – zu Preisen, die sich jedes durchschnittliche Gesundheitssystem leisten kann.“

Weil das Hamstergenom in seiner Größe mit dem menschlichen vergleichbar ist, galt es, enorme Datenmengen zu bewältigen. „Wir haben 1,4 Milliarden kurzer DNA-Abschnitte erzeugt“, erklärt Karina Brinkrolf; sie war am CeBiTec für die Sequenzierung zuständig. Die Herausforderung war, diese Teil wie ein Puzzle zum gesamten Erbgut, das auf 11 Chromosomenpaaren verteilt ist, zusammenzusetzen.

Das Ergebnis der aufwändigen Zusammenarbeit ist die Veröffentlichung in einem der wichtigsten Wissenschaftsjournale weltweit – im „Nature Biotechnology“.

Produktion mit Hamsterzellen:
In das Erbgut von CHO-Zellen wird jenes Gen eingebaut, das der Zelle sagt, dass sie ein neues Protein herstellen soll, nämlich den Wirkstoff. Mit ausgefeilten Methoden suchen die ForscherInnen unter tausenden Zellen dann jene aus, die das am besten kann. Diese Zelle wird vermehrt und für die Produktion eingesetzt, die in einer flüssigen Nährlösung in bis zu 20 000 l großen Bioreaktoren passiert. Auf die Herstellung folgen Reinigungsverfahren, bis nur noch der reine Wirkstoff übrig ist. „Aus einem Liter Nährlösung erhält man im Falle von Antikörpern etwa 2 bis 5 g Produkt, bei anderen Wirkstoffen oft viel weniger. Die durchschnittliche Antikörperdosis für einen Menschen liegt in der Großenordnung ein bis mehrere Gramm, wobei langfristige Therapien derzeit noch zwischen 10 und 40 000 € pro Jahr und Patient kosten“, weiß Forscherin Nicole Borth.

Thomas Stanzer | idw
Weitere Informationen:
http://www.acib.at/de/hamstergenom-entschlusselt/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzen gegen Staunässe schützen
17.10.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Erweiterung des Lichtwegs macht winzige Strukturen in Körperzellen sichtbar
17.10.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz